Што разумеецца пад тэрмінам 'даўжыня хвалі святла'

У далёкім 1873 году вядомы брытанскі фізік Д.К. Максвел стварае агульную тэорыю, якая апісвае працэсы, якія адбываюцца ў электрамагнітным поле. Хвалі ж былі прадстаўлены ў выглядзе віхравых абурэнняў. Пасля большасць яго тэарэтычных выкладак бліскуча пацвердзіліся. У цяперашні час тэорыі Максвелла пашырыліся, бо самі поля сталі разглядацца з пункту гледжання працэсаў квантавай фізікі. Тады ж было выказана здагадка аб тым, што нават бачнае святло ўяўляе сабой не што іншае, як адну з разнавіднасцяў электрамагнітнай хвалі. У 2009 годзе гэта было канчаткова даказана фізікамі (вымераная магнітная складнік светлавога патоку). Яго асноўнае адрозненне ад іншых разнавіднасцяў электрамагнітных хваляў у даўжыні хвалі.

Усе мы прывыклі да святла, успрымаючы яго як належнае і рэдка задаючы сабе пытанні: якая даўжыня хвалі святла, што гэта такое і пр. Нават у Бібліі сказана, што Бог стварыў свет у першы дзень тварэння. Ускосна гэта сведчыць пра важнасць гэтага для ўсяго жывога. Бачнае святло ўяўляе сабой выпраменьванне электрамагнітнай прыроды, якое можа быць непасрэдна рэгістравацца вокам. Аднак орган зроку фіксуе не ўвесь спектр хвалі, а толькі пэўны прамежак: ніжняя мяжа прыкладна складае 380 нм, а верхняя 780 нм. Чаму «прыкладна»? Таму што ў кожнага чалавека адчувальнасць гледжання розная і дадзеныя межы папярэднімі. Поўны спектр настолькі шырокі, што бачная чалавекам даўжыня хвалі святла складае ўсяго 0,04%.

Калі разумова прадставіць двухмерныя каардынаты, то па гарызантальнай восі будзе адкладацца даўжыня хвалі святла ў нанаметрах, а вертыкальная вось пакажа адчувальнасць вачэй. Адпаведна, пачатак хвалі прыпадае на 780, а канец - на 380. Пік ж дасягаецца пры значэнні 555 нм. У прамежку 10 нм - 380 нм знаходзіцца ультрафіялетавае выпраменьванне, а інфрачырвонае 780 нм - 1 мм. Агульны прамежак, які складае суму ультрафіялетавага, бачнага і інфрачырвонага выпраменьванняў з'яўляецца аптычным спектрам, хоць гэта не азначае, што няўзброеным вокам усе іх можна ўбачыць. Даўжыня хвалі святла - гэта найважнейшая для чалавека характарыстыка, бо менавіта дзякуючы ёй мы можам адрозніваць колеру. Найбольш проста ўлавіць каляровыя адценні на піку хвалі (555 нм), а вось па краях, у абласцях сіняга і чырвонага колераў, складаней. Таму менавіта пры вызначэнні вытворных адценняў у людзей часам узнікаюць рознагалоссі, так як адчувальнасць рэцэптараў вока розная. Цікава, што 555 нм - гэта спектр зялёнага колеру, які найбольш добра адрозны. Ці супадзенне, што трава і лісце зялёныя? Дарэчы, можна ўбачыць частка інфрачырвонага выпраменьвання, калі накіраваць камеру мабільнага тэлефона (або лічбавага фотаапарата) на святлодыёд працуе пульта дыстанцыйнага кіравання ад бытавой тэхнікі (ТБ, цюнэр і інш.).

Даўжыня хвалі чырвонага святла адпавядае 700 нм, гэта значыць амаль з самага краю бачнай вобласці. Адсюль вынікае, што 10 умоўных адзінак выпраменьвання ў гэтым дыяпазоне вокам будуць злоўлены як адна адзінка ў зялёным (555 нм). А вось даўжыня хвалі жоўтага святла, складнік ад 560 нм да 590 нм, размешчаная бліжэй да піка хвалі, таму памылкі ў вызначэнні адценняў вокам чалавека сустракаюцца радзей.

Акрамя розных колераў, у жыцці часта даводзіцца сутыкацца з белым. На самай справе ў спектры няма белага. Ён атрымліваецца шляхам змешвання трох базавых кветак. Лічыцца, што калі сумясціць усе сем колераў вясёлкі аднолькавай інтэнсіўнасці, то атрымаецца чысты белы колер. У той жа час звычайна хаця б адзін з іх пераважае, што дадае пэўны адценне. Можна паступіць прасцей і змяшаць ўсяго тры колеры - чырвоны, сіні і зялёны. Існаванне тэлевізійных экранаў на аснове прамянёвых трубак з трыма электродамі (Red, Green, Blue), здольных адлюстроўваць кропку белага колеру, служыць непасрэдным доказам гэтага.